人體腸道系統(tǒng)包含一個(gè)復(fù)雜的微生物群落，即腸道微生物群，它代謝了不易被消化的食物成分。然而，在結(jié)腸中也存在可能對(duì)人宿主產(chǎn)生負(fù)面影響的微生物降解過程。由生物學(xué)家David Schleheck博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組報(bào)告說，在與哈佛大學(xué)(美國)的研究合作中發(fā)現(xiàn)了一種關(guān)鍵酶。該酶參與腸細(xì)菌Bilophila wadsworthia對(duì)結(jié)腸中富含的底物?；撬岬慕到?。該過程產(chǎn)生有毒的硫化氫。增加的硫化氫產(chǎn)量被認(rèn)為與腸屏障的更高滲透性和對(duì)感染和結(jié)腸癌的更高易感性相關(guān)。此外，Bilophila wadsworthia可以作為病原體，例如，在闌尾炎中。結(jié)果發(fā)表在當(dāng)前的期刊上美國國家科學(xué)院院刊(PNAS)。

?；撬嶂饕ㄟ^高脂肪飲食引入人體消化系統(tǒng)，但也通過肉類引入。一個(gè)高脂肪的飲食會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的膽汁酸，其中之一就是?；悄?，支持脂肪的消化增加。在大腸，然而，Bilophila細(xì)菌降解?；悄懰猁}，以牛磺酸，以及使用在厭氧能量產(chǎn)生牛磺酸在不存在大氣氧的，產(chǎn)生有毒氫 硫化物。

這種特殊類型的能量代謝由Bilophila，“膽汁酸愛”生物體，20年前由康斯坦茨大學(xué)的生物學(xué)家Alasdair Cook教授研究小組首次描述。在該途徑中，含硫基團(tuán)的?；撬岜环蛛x并還原成硫化氫。然而，直到今天，尚不清楚嚴(yán)格厭氧的Bilophila細(xì)菌中的哪種酶是造成這種裂解的原因?，F(xiàn)在，一種新型甘氨酰自由基酶的發(fā)現(xiàn)使David Schleheck的研究團(tuán)隊(duì)能夠縮小這種知識(shí)差距。

該酶首先在康斯坦茨大學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)中心鑒定。通過全蛋白質(zhì)組分析，研究人員編制了牛磺酸生長(zhǎng)過程中細(xì)菌細(xì)胞中存在的蛋白質(zhì)的完整列表。“我們發(fā)現(xiàn)，在牛磺酸生長(zhǎng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量未知的甘氨酰自由基酶，但在與參比底物生長(zhǎng)期間不會(huì)產(chǎn)生，”David Schleheck說。“這種酶功能確實(shí)完全適合我們對(duì)Bilophila?；撬峤到馔緩降睦斫?。我們因此發(fā)現(xiàn)了一種可以催化這種含硫基團(tuán)裂解的新型酶，”David Schleheck解釋道。

一個(gè)關(guān)鍵因素是酶對(duì)氧氣非常敏感。這意味著它只能在嚴(yán)格的缺氧條件下，即在嚴(yán)格無氧的環(huán)境中作出反應(yīng)，因此，它只能在嚴(yán)格缺氧條件下在實(shí)驗(yàn)室中檢查。生物學(xué)家和共同作者Karin Denger，他已經(jīng)是庫克隊(duì)的成員：“那時(shí)候，我們?cè)谄渌鞣N細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了類似的?；撬峤到馔緩健５?dāng)時(shí)我們沒有意識(shí)到這種途徑Bilophila細(xì)菌是如此不同。“David Schleheck，合著者Anna Burrichter和Karin Denger，現(xiàn)在是康斯坦茨大學(xué)化學(xué)家Spiteller教授合作研究團(tuán)隊(duì)的成員，他們還贏得了兩位來自哈佛大學(xué)的甘氨酰自由基酶專家作為合作伙伴。他們的研究，Emily Balskus教授和Spencer Peck博士。他們能夠在大腸桿菌中重組產(chǎn)生Bilophila酶，純化它，最重要的是，隨后重新激活酶系統(tǒng)，從而確認(rèn)其酶功能。“通過這種方法，我們將來能夠研究類似的硫基裂解酶，因?yàn)槲覀冊(cè)谠S多重要的腸道細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了大量此類酶，盡管這些酶的功能仍然完全未知，”大衛(wèi)施萊克說。

除了其有害作用之外，腸道中的硫化氫形成也可能對(duì)人類健康有益，至少在低得多的濃度下，因?yàn)榱蚧瘹湟部梢宰鳛槿祟惖男盘?hào)化合物。“博士生Anna Burrichter最近描述了來自磺基奎諾克的植物性飲食成分中硫化氫的細(xì)菌產(chǎn)生，”David Schleheck說，“現(xiàn)在，我們能夠從?；悄懰猁}和?；撬岬孜镏嘘U明硫化氫的細(xì)菌形成為了更好地了解腸道微生物組和人體宿主的復(fù)雜共生關(guān)系以及硫化氫的作用，了解導(dǎo)致硫化氫的所有途徑非常重要。 生產(chǎn)，特別是根據(jù)宿主的飲食條件。“正如David Schleheck指出的那樣，其他腸道細(xì)菌降解途徑已在他的研究小組中進(jìn)行研究。